Giriş

TCP/IP ağları üzerinde çalışan yazılımlar ve donanımlar haberleşme aktivitelerini desteklemek üzere geniş bir fonksiyon yelpazesine sahiptirler. Ağ tasarımcıları bu fonksiyonların sayısı ve karışıklığı karşısında muazzam bir görevle karşılaştılar. Bu sorunların çözümü için, bir internetin fonksiyonları katmanlara ayrılmış ve internet katmanlı olarak yapılandırılmıştır.

Modern ağlar yedi kavramsal katmana bölünerek tanımlansa da, Internet mimarisi yalnızca dört katmana dayanır. Şekil 3-5'te Internet katman mimarisi gösterilmiştir. Internet'in en alttaki katmanı altağlar ve altağ arabirimlerinden oluşur. Bu altağlar verinin her bir ağın içerisinden gidebilmesine izin verirler. Altağlara örnek olarak WillTel, Transpac, ve bir Ethernet LAN'ı verilebilir. Bu katman bir altağ içermesine rağmen, gerçek uygulamalarda, bir altağ veya gateway ile haberleşen tüm cihazlar için veri bağlantı ve fiziksel katmanların varolması gerekmektedir. Bu nedenle Şekil 3-5 oldukça özettir çünkü bu katman veri bağlantı ve fiziksel katmanları da içermelidir. Daha sonraki şekillerde bu alt katman daha detaylı olarak gösterilecektir.

Bunun üstünde internetwork katmanı vardır. Bu katman ağları ve gateway'leri tutarlı bir sistem içerisinde birbirlerine bağlamak için gerekli fonksiyonları sağlar. Bu katman, veriyi kaynaktan varış noktasına taşımakla sorumludur. Internetwork katmanı IP ve ICMP (internet control message protocol (Internet kontrol mesajı protokolü)) protokollerini içeri. Rota bulma ve adres haritalama için kullanılan diğer destek protokolleri de bu katmanda IP ile birliktedirler.

Şekil 3-5 Internet Katmanları

Üçüncü katman servis sağlayıcı protokol katmanı olarak bilinir. Bu katman uçtan-uca haberleşmeden sorumludur. Eğer bağlantı-yönlendirmeli ise, güvenirlilik ölçümleri ve bir internet üzerinden akan tüm trafiği açıklayabilen mekanizmalar sağlar. Bu katmanda TCP ve UDP vardır.

Son olarak, en üst katman uygulamalar servisi katmanıdır. Bu katman bir son kullanıcı uygulamasına doğrudan arabirimler sağlar. Dosya transferi, uzak terminal erişimi (remote terminal access), remote job execution, elektronik posta vb, gibi fonksiyonlardan sorumludur. Ayrıca bu katman, FTP gibi, geniş kullanım alanı olan belirli protokoller içerir.

Katman İşlemlerine bir Örnek

Şekil 3-6'da, katmanlı protokoller ile altağ ve gateway'lerin ilişkisini gösterilmiştir. Şekil 3-5'de belirtilen katmanlar, endüstride sıkça kullanılan terimleri kullanmak üzere yeniden adlandırıldı.

Şekil 3-6 Internet Katman İşlemlerine bir Örnek

Bu şekilde, A host'unun B host'undaki bir uygulama katmanı protokolüne bir uygulama PDU'su gönderdiğini düşünelim (bir dosya transfer sisteminde olduğu gibi). Dosya transfer yazılımı çeşitli fonksiyonları gerçekleştirir ve dosya kayıtlarını kullanıcı verisine yollar. Birçok sistemde, B host'unda yapılan işlemler sunucu işlemleri ve A host'unda yapılan işlemler istekçi (client) işlemleri olarak anılır.

Şekilde, A host'unun protokol yığınındaki okun yönünden de anlaşılacağı gibi, bu birim uygulama katmanından aktarım katmanına gönderilir. Üst katmandan gelen PDU aktarım katmanınca veri olarak karşılanır. Bu katman çeşitli işlemler yapar ve kendine gelen PDU'ya bir başlık ekler. Bu veri birimine artık segment denir.

Daha sonra, aktarım katmanı segment'i IP katmanı da denen ağ katmanına geçirir. Bu katman da özel servisler sağlar ve segmente kendi başlığını ekler. Bu birim (Internet terimlerinde datagram denir) alt katmanlara geçirilir. Burada veri bağlantı katmanı, datagrama kendi başlığını ekler ve veri birimi (artık çerçeve denir) fiziksel katman aracılığı ile ağa bırakılır. Tabii ki, B host'u A host'una veri gönderirse süreç ters olur ve okların yönü değişir.

Internet protokolleri ağın içerisinde neler olup bittiğinden habersizdirler. Ağ yöneticisi PDU'yu gerekli gördüğü biçimde yönetebilir. Bazı durumlarda, Internet PDU'su (veri ve başlıklar) altağ boyunca iletilirken değişime uğramaz. Şekil 3-6'da, PDU gateway'den geçerken bu gereklidir. Burada, rotalama işlemleri host bilgisayar tarafından sağlanan adreslere dayanılarak yapılır.

Rotalama kararları alındıktan sonra PDU uygun bir altağa bağlı haberleşme linkine geçer. PDU, veri bağlantı katmanı çerçevesi olacak biçimde yeniden paketlenir ve diğer altağa iletilir. Daha önce olduğu gibi, bu birim altağı transparan olarak geçer ve sonunda varış host'una gelir.

Varış host'u B, trafiği alt katmanları ile alır ve A host'unda yapılan işlemlerin tersini yapar; yani uygun katmanlarda başlıkları sökerek paketleri açar. Başlık; katmana yapılması gereken işleri bildirir. Yani başlık katman işlemlerini yönetir.

Uygulama katmanında; dosya transfer uygulaması tarafından yaratılan PDU, B host'undaki dosya transfer uygulamasına varır. Eğer A ve B host'ları büyük mainframe bilgisayarları iseler, bu uygulama büyük ihtimalle A host'undakinin tam bir eşidir. Uygulama aldığı başlığa göre çeşitli fonksiyonları yerine getirebilir. Verinin B host'undaki başka bir son-kullanıcı uygulamasına geçirilebileceği ihtimali vardır, fakat çoğu durumda, A host'u yalnızca dosya transferi veya elektronik posta gibi sunucu protokolü servislerinden yararlanmak ister. Eğer durum bu ise B host'unda bir son-kullanıcı uygulamasının çalıştırılmasına gerek yoktur.

B host'undaki sunucunun aldığı veriyi, A host'u istekçisine geri döndürmek için, bu sürecin tersi izlenir. Veri, B cihazının katmanlarını, ağı, gateway'i, diğer ağı ve A host'unun katmanlarını geçerek son-kullanıcıya ulaşır.